Введение. Институт кибернетики, информатики и связи

Институт кибернетики, информатики и связи

Кафедра «Электроэнергетика»

По курсу «Автоматизированное регулирование синхронных компенсаторов»

Тема: Анализ систем управления синхронными компенсаторами и изучение синхронного компенсатора.

Выполнил студент группы АЭм-12-1:

Зульхарнеев Р.Р.

Проверил:

Портнягин А.Л.

Тюмень 2014

Содержание

Задание........................................................................................................ 2

Введение...................................................................................................... 3

Анализ существующих систем управления синхронными компенсаторами....................................................................................................................... 6

Системы управления синхронных компенсаторов................................ 8

Основы регулирования синхронного компенсатора.......................... 20

Построение структурной схемы системы управления СК.................. 23

Алгоритм функционирования автоматического регулятора............. 24

Выбор технических средств..................................................................... 27

Литература:................................................................................................ 30

Задание:
1. Анализ существующих систем управления синхронными компенсаторами (ведущий производитель)
2. Построение математической модели СК + ее описание.

3. Построение структурной схемы системы управления СК.

4. Разработка алгоритма функционирования автоматического регулятора + описание.
5. Выбор технических средств. Измерительные преобразовательные системы.

Введение

Синхронный компенсатор представляет собой синхронную машину, предназначенную для генерирования реактивной мощности. Синхронный компенсатор включают в электрическую систему с целью повышения ее коэффициента мощности. Принцип происходящих при этом явлений состоит в том, что необходимую для работы некоторых потребителей реактивную мощность вырабатывает не синхронный генератор, установленный на электростанции, а синхронный компенсатор, установленный в непосредственной близости к потребителю. К числу потребителей переменного тока, требующих значительной реактивной мощности, в первую очередь относятся асинхронные двигатели. Показана система, состоящая из синхронного генератора (СГ), повышающего ТрI и понижающего ТрII трансформаторов, линии электропередачи (ЛЭП), потребителя Z и синхронного компенсатора (СК), включенного непосредственно на входе потребителя. Синхронный компенсатор, включенный в сеть, работает как синхронный двигатель без нагрузки, т. е. в режиме холостого хода, и вырабатывает реактивную мощность, необходимую для работы потребителя Z, например группы асинхронных двигателей. Благодаря этому реактивная мощность доведена до некоторого минимального значения. Это способствует повышению технико-экономических показателей всей электрической системы.

Схема включения синхронного компенсатора (СК) в электрическую систему.

При подключении синхронного компенсатора параллельно потребителю Z и создании в СК режима перевозбуждения в сети появится ток, опережающий по фазе напряжение на угол 90°.

Результирующий ток в сети

Ic = Iz + Ick

Так как СК работает без нагрузки на валу, то его активная мощность не велика и определяется потерями холостого хода в компенсаторе. Пренебрегая этими потерями, можно активную мощность в сети до подключения СК приравнять к активной мощности сети после подключения СК:

Рс = Рс`

В результате синхронный генератор и линия электропередачи разгружаются, и потери мощности в них уменьшаются. В некоторых случаях СК работают с недовозбуждением. Необходимость в этом возникает, если ток в системе содержит значительную емкостную составляющую, которая не компенсируется индуктивной составляющей тока потребителей. Обычно степень возбуждения СК регулируют посредством автоматических устройств. Синхронные компенсаторы применяют также для стабилизации напряжения в сети при передаче энергии по линиям большой протяженности. При больших индуктивных нагрузках напряжение в конце линии (у потребителей) оказывается намного меньше, чем в начале; при малых нагрузках, наоборот, под влиянием емкостных сопротивлений линии напряжение в конце линии может даже повышаться по сравнению с напряжением в начале. Если же в конце линии (у потребителей) включить СК, работающий при больших нагрузках с перевозбуждением и при малых нагрузках с недовозбуждением, то это позволит поддерживать напряжение в конце линии практически неизменным.

Условия нагревания СК при опережающем токе (при перевозбуждении) более тяжелые, чем при отстающем (при недовозбуждении), поэтому номинальной мощностью компенсатора считают мощность при перевозбуждении.

Обычно коэффициент мощности увеличивают до 0,92—0,95, так как экономия, получаемая от повышения коэффициента мощности до единицы, не оправдывает увеличивающихся расходов, обусловленных возросшей мощностью синхронного компенсатора. Так, если в рассматриваемом примере потребовалось бы увеличить коэффициент мощности в сети до единицы, то пришлось бы применить синхронный компенсатор мощностью 1050 кВ∙Ар, т. е. почти в два раза больше, чем при = 0,95.

Синхронные компенсаторы — это электрические машины большой мощности: от 10 до 160 тыс. кВ∙А. Выполняют их обычно с горизонтальным расположением вала на напряжение от 6,6 до 16 кВ, частотой 50 Гц. Число полюсов в СК обычно составляет = 6 и 8, что соответствует частоте вращения ротора 1000 и 750 об/мин. В синхронных компенсаторах современных серий применен асинхронный пуск, поэтому ротор СК снабжен пусковой клеткой. Вал компенсатора не передает вращающего момента, и поэтому при его расчете учитывают лишь силу тяжести ротора и силу магнитного притяжения. В итоге вал СК по сравнению с валом синхронного двигателя имеет уменьшенное сечение. Это способствует уменьшению габаритов и облегчению СК. Так как вал СК не имеет выступающего конца, то СК сравнительно легко герметизировать с целью применения в нем водородного охлаждения.

Наиболее важными характеристиками СК являются U-образные характеристики, определяющие

основные параметры компенсатора: значения токов в обмотке статора и в обмотке возбуждения.

Дата добавления: 2015-07-12